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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 89 — #97
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NOMBRES QUANTIQUES, NOTION D’ORBITALE ATOMIQUE
E
0 eV
-13,6 eV
n = 1
n
8
-3,4 eV
n = 2
-1,5 eV
n = 3
-0,85 eV
n = 4
-0,54 eV
n = 5
FIGURE 2.12 – Niveaux d’énergie de l’atome d’hydrogène
Nombre quantique
Le nombre quantique constitue le nombre quantique secondaire, ou azimutal. Il prend les
n valeurs entières comprises entre 0 et n − 1 (inclus) et détermine la sous-couche à laquelle
appartient l’électron. En général la valeur de est indiquée par une lettre :
• = 0 → sous-couche s
• = 1 → sous-couche p
• = 2 → sous-couche d
• = 3 → sous-couche f
• au-delà on suit l’ordre alphabétique (à partir de f ).
L’origine de ces lettres est historique et provient de la nomenclature spectroscopique ; s pour sharp (aigu), p pour principal (principal), d pour diffuse (diffus) et f
pour fundamental (fondamental). La valeur du nombre fixe la norme du moment
cinétique orbital de l’électron.
Nombre quantique m (ou m )
Le nombre quantique m (noté aussi m ) est le nombre quantique magnétique. Il prend les
valeurs entières comprises entre − et + (inclus). La valeur du nombre m fixe la valeur de
la projection du moment cinétique orbital selon un axe Oz.
3.2 Notion d’orbitale atomique ; dégénérescence
La notion d’orbitale atomique ne sera pas développée avec précision. Nous accepterons à ce
stade de notre étude que la donnée des trois nombres quantiques n, et m définit une fonction
mathématique appelée orbitale atomique. Une orbitale atomique contient toute l’information physique relative à l’électron qu’elle décrit (à l’exception du spin, notion développée
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